礦山水文地質特征及類型劃分探討

張 馨

（山東省第一地質礦產勘查院，山東 濟南 250000）

水文地質又稱地質學的分支，主要指大自然中不同地層中地下水流的流動變化情況與運動趨勢，水文是針對地下水的研究，包括地下水的物理特性與化學組成成分，地下水資源的合理利用可是降低對礦山開采的消極影響。隨著近年來國家對于自然環境調研的深入，市場對于礦產資源需求量的提升，為地質勘察人員相關工作提出新方向的同時，延展了礦山地區的調研范圍[1]。地下水影響礦山安全生產的關鍵因素之一，在和經濟不斷的進步中受到了有關部門的重點關注，部分區域由于受到礦山地下水害的影響，經濟發展一直止步不前，而礦山水文地質的主要特征與規模大小同樣影響著地下水控制的難易程度，與采礦中礦井的開采點設計、總體布局等設計均有著直接的關系。

為了有效的降低水文地質對區域經濟的抑制作用，減少礦山開采安全事故的發生，地方政府應聯合地質勘察部門，加大礦山水文地質特征的調研力度，并根據不同地區的水文地質表現特征，合理的劃分地質類型，全面落實地質調查工作。結合《礦山防治水有關規定》等相關文件的實施，對加大礦山水害防治理論的發展起到了一定的推動作用，證明了國內目前礦產行業的發展已經踏入了一個新的時期。

1 礦山水文地質特征

根據相關文件規定，為了切實際的做好地方礦山水文地質的保障工作，加大礦井的防/治水工作力度，應定期開展礦山地質條件的勘察，以此下述將整合地質勘察調研數據，從3個方面，開展礦山水文地質特征的詳細研究。

1.1 礦山地層含水性

結合礦山組合巖層的表現形態，將礦山含水層地質特征由上至下分為：石灰巖層溶裂含水層——溶裂縫隙含水層—西組巖礫含水層——K8巖層含水層——K9巖層含水層——上組石盒子含水層——風化巖帶含水層——新生巖層巖石裂縫涌水[2]。如下圖1所示。

圖1 礦山地層含水分布

如上述圖1所示，a表示為地質河流；b表示為地質等高線；c表示為地質分界層。根據上述地質含水層的劃分，以第四系為主，裸露地層為二疊系文筆山水層，最新地層為第四系全新地質調查系統，主要分布呈現出南東方向分布，位于成礦帶東南部，與地層河流呈現出不規則的接觸方式，上段巖性水文地質主要以灰黑色為主，分布于中新生代時期的沉積巖層中，與東北部河床相沖積，主要以砂礫卵石為主，厚度約為0.7m～8.7m，該區域涌水的主要原因是由于，成礦帶地區夏季的雨水天氣導致的洪水攜帶大量的砂、礫及砂質土較多，受到地殼變遷作用的影響，逐漸涌入地下，以此形成的松散水文地質混合物。在潛水面的作用下，以水泉的方式涌出[3]。

1.2 礦山地質斷層導水能力

不通礦山斷裂帶的形成方式不同，但大部分礦區地質斷裂的表現形式基本一致，由于斷裂帶通常橫穿多層地質，以此地質填充規模差異性較大，造成礦山水文地質地層的導水性不同，由于破碎帶的寬度通常不超過80cm，以此該成導水性較差，大部分斷層均屬于局部較弱導水斷層。

例如位于鄉萊山的石灰礦區F2逆向斷層，主要分布于礦山東部，該礦區含水層發育位置有大規模的侵入巖存在，且占總體面積的約1/3，裸露的巖性主要有灰綠色流紋質晶屑凝灰熔巖、夾凝灰質砂巖、肉紅色復成分礫巖構成。整體呈現出“Z型”的特征[4]。受到水文地質成礦帶的控制，呈現出近西南向侵入，具備幔源型的特點，且延伸長度超過1.5公里，是礦山東部的邊界性斷層，整體巖層張性較差，以此推斷為該斷裂層綜合性導水能力較差。

1.3 地下水排泄與供應條件

該地區地質層的夾凝灰質砂巖作為其主要構成，其粒徑通常小于2.5mm。由火山爆發而拋入空中的火山物質經長距離的搬運，散落于盆地當中，再經過壓結和水化學膠結固結形成巖石，為地下水供應提供了較好的偏流形式[5]。同時，地下水持續供應主要受到大氣環境的直接供給與水氣垂直滲透，由于礦山地質綜合條件較復雜名，因此風化帶的地下水通常采用側面供給方式，個別斷裂帶的裂縫加大，由不同地層的石灰礦與地質滲透水為其可持續發展提供充足的循環環境。同時由于礦山水文地質中地下水的整體流向與地坡的變化趨勢基本一致，以此地下水在不斷運動中通常以排泄的方式，將多余水量流到溝谷中，受到地球化學特征的影響，大氣降水是影響地下水排泄與供應的主要因素，結合區域年平均降水量，及連續降水時間，可精準的計算水量的供應條件。

2 類型劃分

根據上述分析的礦山水文地質特征，為了切實際的降低水文地質調研工作難度，將從水文地質水層的宏觀組合分析，按照地質層由表層至深，從三個方面，開展礦山水文地址類型的詳細劃分。

2.1 礦山含水層及水體

受到礦山地質勘察及開采的影響，將礦山水文地質按照按成劃分為含水層與隔水層，含水層通常位于地層最深處，與上層分化帶之間間隔一定厚度的隔水層，基于地下水公關組合分析，應將礦山含水層歸屬為分散隔絕狀態，為地質平行復合結構，大部分含水層中地下水量以靜態形式存儲，受到正常外力作用較小，因此補給量較少，礦山水文地質常態分布較簡單，通過3540孔、3501孔對裂縫含水層進行水量計算，單位時間內涌水量小于0.15L時，可將其劃分為簡單水文地質結構，并認為0.15為該層地層劃分的臨界值[6]。

2.2 巖溶—礦山裂縫水

通過礦山水文地質實地調查得出，礦區整體磁場強度較弱，且變化起伏較小，異常形態呈現出不規則的變化，異常中間帶呈東西方向排布，與親水礦元素的局部富集有著密切聯系，表現出新生界地層的特征，證明該位置具有良好的地質劃分依據，且地下水的異常中心位置與高級化率的中心位置套和相對較好。在水文地質類型劃分的過程中，異常區域通常為巖溶—礦山裂縫連接區域，該區域富集較多的金屬礦，且其中分布具有明顯的關聯，總體富水能力較弱，為水文地質中的主要含水層名，也是地下水與外界的主要隔絕層。

2.3 礦井涌水

涌水是礦山地質類型劃分的關鍵依據，礦井受到地質條件與大氣降水的影響，會出現水量的突增，為地質劃分提供依據的同時，為礦山水文地質勘查帶來了一定的難度，整理礦山現場勘察信息，礦井涌水實物圖如下。

圖2 礦井涌水實物圖

如上述圖2所示，為礦山涌水實物圖，通過實地調查研究得出，該區域內部地段蝕變情況較為劇烈，主要表現為礦石綠化、金屬組合化等趨勢，蝕變能力越強，說明該區域涌水活躍程度越高。在勘探線上呈現出具有一定寬度的涌水帶，且水量走向與巖脈分布基本相同。區域內的異常情況與礦化體形成有著密切聯系，對于礦化形成具有一定的指示意義，能夠準確反映出該礦區巖漿的活動情況，成礦條件十分有利。

3 結語

本文從多個方面對礦山水文地質特征及類型劃分探討進行了詳細的分析與探討，并在地質條件中提出了具體的多金屬礦的未來找礦方向，為今后礦產行業在市場的可持續發展提供有力的理論依據。在今后的研究中還將對該地區其它組合金屬礦特征和控礦影響因素進行更加全面的研究，為該地區礦產資源的可持續發展提供真實數據支撐。